新技术下金属材料成分分析技术发展前景

2021-12-23高志

中国金属通报 2021年17期

高志

（商洛学院，陕西商洛 726000）

科学技术的发展与经济建设都离不开金属材料，全面掌握金属材料的成分，以及了解金属材料的特点，可以发挥金属材料的重要意义，促进社会发展。所以，相关人员不断对金属材料进行分析，并不断更新分析手段，从传统技术到先进的新型技术，分析水平不断提高。但是，由于金属材料具有多样化特点，其种类繁多，并且被应用到不同领域，且市场需求量增多，致使许多新型金属材料相应而生。要想发挥这种复合型金属材料的作用，需要相关人员对其成分进行精准分析，才能更有效的应用，才可以为新型材料的研发奠定基础。

1 金属材料分析的重要作用

金属材料包括纯金属、合金等材料，适用于医疗、计算机等各个领域。目前，各个行业对金属需求提高，一些复杂金属材料逐渐产生。这类金属材料往往性能较好，对这些材料进行分析，可以了解其内部构造。现阶段，金属材料已经成为各行各业的必需品。那么各行业要选择适用于自身发展的金属材料，就要通过分析技术对其进行材料成分的分析，选择有针对性的加工方法，提前了解金属结构，以及其化学成分，制定有效加工技术方法。不同的金属材料有不同的作用，让不同金属材料找到其自身价值，可以推进各个行业的发展，使社会可持续发展。选择有针对性的技术去分析金属材料，可以对其材料特点进行准确定位，保证金属产品的品质。目前，金属材料适用面越来越广，传统的成分分析方法已经不符合时代发展需求。所以，要对相关技术进行改革，引进新型技术，使成分分析更具实用性。以下为成分分析的积极作用。

1.1 便于了解金属材料性能

对金属材料进行成分分析，可以让人们了解金属材料性能的成因，还可以根据对金属材料的分析结果总结其规律。通过分析，可以对金属材料的晶粒类型和相对数量等要素进行掌握，这些因素对金属材料有直接影响。其晶体相对数量主要由原子结构和晶体结构等方面决定。不同材料的性能有很大不同。

1.2 推动金属材料加工技术更新

成分分析可以掌握金属材料的化学成分，人们可以根据化学成分分析结果对其加工需求进行多方面考量，相关人员通过实际情况以及相应理论，寻求有针对性的加工工艺。有效的加工方法可以提高金属制造品的品质，可以发挥金属材料性能。总之，通过准确分析材料的成分，可以改进材料的加工技术，提高产品品质。

1.3 合理应用金属材料

有效的成分分析可以提高金属材料应用的合理性，能够使金属材料的性能有效发挥。对于金属材料的内在潜力来说，可以在一定程度上发挥性能，形成有针对性的使用性能。比如，金属材料的成分被人们充分掌握之后，可以进行合金组元以及基体金属的有效搭配。再通过先进的加工技术，科学的热处理方法，就可以将其性能有效发挥。

1.4 有助于选择热处理相关设备

众所周知，大部分金属材料的加工离不开热处理方法，而热处理相关设备起到重要作用。所有金属材料都需要进行相应处理，才可以发挥其性能。进行热处理的目的在于完善材料性能，发挥其潜力。除此之外，热处理还可以有效消除其组织缺陷，最大限度激发金属材料的性能。

2 传统分析方法应用

2.1 电分析法

电分析法是传统成分分析方法之一，最初，这种方法被用于电池化学分析。这种方法的原理为电分解，可以对金属材料的含量进行分析，还可以对材料组成成分进行分析，并将两个分析成果相关联。但是，这种分析方法的准确度偏低，探测金属结果不够精确，目前，这种分析方法已经逐渐被取代。

2.2 滴定分析

滴定分析在实际应用中，被称为容量分析法，也是一种较为传统的分析方法。在滴定分析时，要将标准溶液滴加进被测量溶剂，通过滴加，充分反映后，观察两种溶液之间的反应。根据化学反应，达到滴定终点，敲定滴加程度，从而获取一个数值，在测量出被检测溶液的含量。这种分析方法比较常见，往往适用于含量高于1%的物质测试，但是这种分析方法存在一定弊端，其检测效率低。图1为滴定分析所用的检测工具。图2为实验中用到的隔绝空气装置。

图1 滴定分析所用的检测工具

图2 实验中用到的隔绝空气装置

2.3 分光光度分析方法

分光光度法是较为常见的传统分析方法，这种分析方式的原理为朗博比尔定律。在一定范围内，对物质的吸光程度以及波长进行检测。这种方法的常用检测设备是红外与紫外分光光度计。根据测试样本反应，以及分光处理技术，可测算出材料的吸光值，从而推算材料样本浓度。

2.4 原子吸收光谱

传统检测技术中，有一个重要步骤，为原子吸收光谱法。这种分析方法是通过原子蒸汽特征辐射元素进行金属材料分析。这种方法在传统成分分析方法中，具有一定优势。其分析具有选择性，而且这种方法检测灵敏度较高，检测金属时精密度较高。但这种成分分析方法也存在一定弊端，多种元素不可以一起进行分析，检测样本不能太过复杂。

2.5 X射线荧光光谱

这种成分分析方法原理为处于蒸汽状态的前提下，对特定频率辐射进行吸收。再通过光辐射形式，发出特定波长。通过元素标准，进行波长检测分析，进而分析出元素性质。这种分析方法比较适用于矿物检测，以及高纯物质的检测。

3 金属材料成分分析新方法应用

3.1 激光诱导等离子体光谱技术

近些年，金属材料成分分析方法日新月异。在新技术中，激光诱导方式逐渐被使用。这种分析技术具有许多优点，使用的检测仪器十分简便，设备操作也非常便利。并且这种分析方式投入的成本较低，且可以对多种元素仪器检测分析，其检测效率非常高，在同类技术中，很有优势。比如，不锈钢中的元素分析，就可以使用这种激光诱导技术。然而这种技术也有上升空间。这种技术适用的范围不广，容易受技术的限制，导致这种技术在市场应用范围不广泛。

3.2 电感耦合等离子体质谱技术

早在20世纪，电感耦合技术就已经被研究出来，这种技术源于同位素检测技术。这种成分分析方法具有很特别的接口技术，能够将等离子体的各种优点相融合，这种分析方法的检测灵敏度较高。

3.3 电感耦合等离子体原子发射光谱技术

这种技术属于一种新型技术，与原子发射光谱有关，这种技术的原理是，在激发前提下，通过金属元素的电子跃进，在谱线中显示不同强度的方式。这种成分分析方法优势很明显，其作用范围不会受到限制，并且测试时灵敏度较高。现阶段，在新技术中，这种质谱技术比较成熟，可以对金属材料进行高灵敏度测试，测试结果相对准确，所以，这种技术具有超高使用价值。

3.4 石墨炉原子吸收技术

这种技术原理为利用石墨材料，制作原子化器，其形状大多为杯状。再通过电流加热的形式，吸收原子，通过这个流程来分析金属成分。这种成分分析方法往往被用于测定衡量金属元素，其优势较为明显，可以直接对固体样品进行分析，所以，应用领域很广泛。

4 传统技术与新技术之间的转变

4.1 引进新设备

传统的检测设备已经跟不上时代的步伐，使用传统人工检测会导致出现不精确的测试结果。因此，相关企业可以引进新设备，对金属成分测试出准确结果。通过加工制造，使繁琐的工作变得简单。引进新设备可以顺应时代潮流，增加企业收益。

4.2 传统技术改革

传统技术不能满足新时代检测要求，所以，要进行传统技术改革。让新技术可以准确分析金属材料，检测其成分、结构等，使人们掌握金属的实际用途，为金属研究提供精准数据。这样可以缩短加工效率，将金属产品产量提高。使更多新金属材料被发现，满足社会发展需求，建设金属新时代。

4.3 提高分析人员的专业水平

新时代背景下，只更新新技术、引进新设备还不够，从业人员对新技术掌握不够好，对新设备了解不够全面，相关企业应该培养相关分析人才，使分析人员不仅可以掌握新技术，还可以了解新设备。在金属材料分析行业，相关人才可以推动行业进步。相关企业要培养从业人员综合素养以及创新能力，这样才能使测试人员在检测环节根据问题，做出相应解决行动，使金属材料分析工作更加稳固，提高企业经济效益。

4.4 关联高层重视

部分管理者忽视了金属材料分析环节，对工作丧失积极性。所以，相关部门要提高管理人员的重视程度，在各个部门有效的监督引导下使行业更快发展。企业高层的管理者们可以通过各个部门之间合作的方式，提高工作效率，使相关人员全面发展。还可以创设监督检查部门，对分析数据进行有效审核，使结构更具权威性，进而制定相符的加工工艺，提高管理者工作积极性，培养其协作能力，使相关人员对分析设备和新型技术做到深入掌握。

4.5 实时关注行业发展

世界各地都在使用金属材料，并且应用于各个方面。从业人员对金属材料进行分析要眼观全球，积极吸取其他国家的行业经验以及新型技术，取其精华，根据我国实际应用情况，做好融合，可以推动我国经济发展，跟上时代发展。

5 成分分析技术发展前景

新时期以来，金属材料已经被运用到各行各业。此外，许多复杂的金属材料正被开发。对于复杂金属材料的成分分析来说，传统技术已经不能满足其需求。为了使新型金属材料分析结果更具准确性，使分析质量得到提高，有必要进行新技术和新工艺的研究。科技水平不断发展，金属元素逐渐增多，众多复合型的新型金属正被研发。对新型金属进行有效分析，可以更好的适应我国发展需求。新型技术的出现，极大缓解了我国以往传统金属检测问题。随着我国科技水平的不断提升，有关新型金属检测的众多分析方法已经被研发，相较以往传统的检测技术，新型技术对金属成分分析更严谨，不仅可以分析金属成分，还可以分析金属缺陷。除此之外，众多新型设备正被不断完善，在这种发展形势下，金属材料分析技术正朝着现代化方向进步。这必然使金属材料分析技术以及分析工艺更好发展。对新材料进行分析符合社会发展需求。新技术的出现使金属材料检测问题得到解决，新设备给了新技术奠定坚实基础，提供有力支持。在未来发展中，金属材料的分析手段会越来越高效，相关检测人员应掌握有效检测分析手段，使分析结果更精确。